Обзор методов измерения концентрации лактата в крови человека: эволюция, современные технологии и перспективы развития

Статья представляет обзор эволюции современных технологий и перспектив развития методов измерения концентрации лактата в крови человека. Лактат, являясь ключевым метаболитом углеводного обмена, служит важным биомаркером для диагностики гипоксии, оценки эффективности терапии в реанимации и анализа метаболических реакций на физическую нагрузку в спортивной медицине. Прослежена историческая последовательность развития методов – от титриметрических и колориметрических до ферментативных и электрохимических технологий. Особое внимание уделено энзиматическим методам с использованием лактатдегидрогеназы и лактатоксидазы, которые стали основой для создания современных портативных экспресс-анализаторов. Рассмотрены принципы действия, достоинства и ограничения химических, энзиматических, электрохимических и микрофлюидных подходов, включая системы «лаборатория на чипе» и носимые сенсоры для непрерывного мониторинга. Показано, что развитие технологий микрофлюидных платформ обеспечивает переход лактатометрии от лабораторного анализа к интеграции в интеллектуальные и персонализированные системы контроля метаболического статуса. Отмечено, что ключевыми направлениями дальнейших исследований остаются стандартизация процедур, повышение воспроизводимости измерений, разработка неинвазивных и мультиплексных сенсоров, а также применение алгоритмов искусственного интеллекта для интерпретации больших массивов данных. Результаты обзора подчеркивают растущую роль лактатометрии в клинической диагностике и спорте высших достижений.

1. Lactate Metabolism: Historical Context, Prior Misinterpretations,andCurrentUnderstanding/B.S.Ferguson, M. J. Rogatzki, M. L. Goodwin [et al.] // European Journal of Applied Physiology. 2018. Vol. 118, No 4. P. 691–728. https://doi.org/10.1007/s00421-017-3795-6.

2. Barker, S. B. The Colorimetric Determination of Lactic Acid in Biological Material / S. B. Barker, W. H. Summerson. Journal of Biological Chemistry. 1941. Vol. 138. P. 535–554. https://doi.org/10.1016/s0021-9258(18)51379-x.

3. Marbach, E. P. Rapid Enzymatic Measurement of Blood Lactate and Pyruvate / E. P. Marbach, M. H. Weil // Clinical Chemistry. 1967. Vol. 13, No 4. P. 314–325. https://doi.org/10.1093/clinchem/13.4.314.

4. Evaluation of the Lactate Pro Blood Lactate Analyser / D. B. Pyne, T. Boston, D. T. Martin, A. Logan // European Journal of Applied Physiology. 2000. Vol. 82, No 1–2. P. 12–116. https://doi.org/10.1007/s004210050659.

5. Kruse, O. Blood Lactate as a Predictor for In-Hospital Mortality in Patients Admitted Acutely to Hospital: a Systematic Review / O. Kruse, N. Grunnet, C. Barfod // Scandinavian Journal of Trauma, Resuscitation and Emergency Medicine. 2011. Vol. 19, No 1. Art. 74. https://doi.org/10.1186/1757-7241-19-74.

6. Effect of Different Pre-Analytical Conditions on Plasma Lactate Concentration / I. Rako, A. Mlinaric, M. Dozelencic [et al.] // Biochemiamedica.2018.Vol. 28, No 2. Art. 020701. https://doi.org/10.11613/BM.2018.020701.

7. Accuracy of Handheld Point-of-Care Fingertip Lactate Measurement in the Emergency Department / D. F. Gaieski, B. C. Drumheller, M. K. Goyal [et al.] // Western Journal of Emergency Medicine. 2013. Vol. 14. P. 58–62. https://doi.org/10.5811/westjem.2011.5.6706.

8. Tanner, R. K. Eva-luation of Three Portable Blood Lactate Analysers: Lactate Pro, Lactate Scout and Lactate Plus / R. K. Tanner, K. L. Fuller, M. L. Ross // European Journal of Applied Physiology. 2010. Vol. 109, No 3. P. 551–559. https://doi.org/10.1007/s00421-010-1379-9.

9. Examination of Four Different Instruments for Measuring Blood Lactate Concentration / J. I. Medbø, A. Mamen, O.HoltOlsen, E. Evertsen // Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation. 2000. Vol. 60, No 5. P. 367–380. https://doi.org/10.1080/003655100750019279.

10. Precision and Accuracy of Four Handheld Blood Lactate AnalyzersacrossLowtoHighExerciseIntensities/ F. Mentzoni, M. Skaugen, I. Eythorsdottir [et al.] // European Journal of AppliedPhysiology.2024.Vol. 124, No 12. P. 3781–3788. https://doi.org/10.1007/s00421-024-05572-6.

11. Effects of Moderate-Intensity Endurance and HighIntensity Intermittent Training on Anaerobic Capacity and VO2max / I. Tabata, K. Nishimura, M. Kouzaki [et al.] // Medicine & Science in Sports & Exercise. 1996. Vol. 28, No 10. P. 1327–1330. https://doi.org/10.1097/00005768-199610000-00018.

12. Pre-Analytical Considerations in Biomarker Research: FocusonCardiovascularDisease/E.Revuelta-López, J. Barallat, A. Cserkóová [et al.] // Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (CCLM).2021.Vol.59,No11. P. 1747–1760. https://doi.org/10.1515/cclm-2021-0377.

13. Preanalytical Errors in Hematology: Insights from a Tertiary Care Hospital / V. Kani, K. Kannan, S. Arumugam, S. Sonti // Cureus. 2024. Vol. 16, No 9. Art. e69641. https://doi.org/10.7759/cureus.69641.

14. Blood Lactate Measurements and Analysis during Exercise: A Guide for Clinicians / M. L. Goodwin, J. E. Harris, A. Hernández, L. B. Gladden // Journal of Diabetes Science and Technology. 2016. Vol. 1, No 4. P. 558–569. https://doi.org/10.1177/193229680700100414.

15. Bishop, D. Evaluation of the Accusport Lactate Analyser / D. Bishop // International Journal of Sports Medicine. 2001. Vol. 22, No 7. P. 525–530. https://doi.org/10.1055/s-2001-17611.

16. Wang, S. Microfluidic Biosensors: Enabling Advanced Disease Detection / S. Wang, X Guan, S. Sun // Sensors (Basel). 2025. Vol. 25, No 6. P. 1936. https://doi.org/10.3390/s25061936.

17. Trinh, K. T. L. Microfluidic Biosensors for Point-of-Care Nucleic Acid Amplification Tests / K. T. L. Trinh // Biosensors. 2023. Vol. 13, No 1. P. 5. https://doi.org/10.3390/bios13010005.

18. Fully Integrated Wearable Sensor Arrays for Multiplexed in Situ Perspiration Analysis / W. Gao, S. Emaminejad, H. Y. Y Nyein [et al.] // Nature. 2016. Vol. 529, No 7587. P. 509–514. https://doi.org/10.1038/nature16521.

19. Yang, G. Wearable Device for Continuous Sweat Lactate MonitoringinSports:aNarrativeReview / G.Yang, J. Hong, S. B. Park // FrontiersinPhysiology.2024. Vol. 15. Art. 1376801. https://doi.org/10.3389/fphys.2024.1376801.

20. Wearable Biosensors for Healthcare Monitoring / J. Kim, А. S. Campbell, B. E. F. de Ávila [et al.] // Nature Biotechnology. 2019. Vol. 37. P. 389–406. https://doi.org/10.1038/s41587-019-0045-y.

21. Molecularly Imprinted Polymer-Based Sensors for the Detection of Skeletal and Cardiac-Muscle-Related Analytes / S. Ostrovidov, M. Ramalingam, H. Bae [et al.] // Sensors. 2023. Vol. 23, No 12. P. 5625. https://doi.org/10.3390/s23125625.

22. Захаров, А. А. Пути совершенствования методики силовой подготовки спортсменов в мас-рестлинге/ А. А. Захаров, Я. Ю. Захарова // Ученые записки университета имени П.Ф.Лесгафта.2010.№11(69). С. 39–42.

23. Захаров, А. А. Мас-рестлинг / А. А. Захаров. Якутск: Изд. дом Северо-Вост. федерального ун-та, 2011. 89 с.

24. Начинская, С. В. Спортивная метрология: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / С. В. Начинская. М.: Академия, 2005. 240 с.

25. Родионов, И. М. Симпатические влияния на работоспособность скелетных мышц // Успехи физиол. наук. 1979. Т. 10, № 4. C. 52.

26. Иванов, К. П. Основы энергетики организма / К. П. Иванов. Л.: Наука, 1990. Т. 1: Общая энергетика, теплообмен и терморегуляция. 307 с.

27. Lehninger, A.Z.Bioenergetics.TheMolecularBasis of Biological Energy Transformations. N. Y., Amsterdam: Benjamin, 1965. 258 p.

28. Особенности организации энергетического метаболизма в различных органах / В. И. Демин, И. А. Корниенко, Г. М. Маслова [и др.] // Молекулярные механизмы и регуляция энергетического обмена. Пущино, 1987. С. 174.